14.13 (17.21). При нагревании спирали лампы накаливания протекающим по ней электрическим током основная часть подводимой энергии теряется в виде теплового излучения. На рисунке изображены графики зависимости мощности тепловых потерь лампы от температуры спирали
P =
P(
T) и силы тока от приложенного напряжения
I =
I(
U).
Выберите два верных утверждения о физических величинах, характеризующие этот процесс.
1) При напряжении на лампе 80 В тепловая мощность, выделяемая на лампе, равна 80 Вт.
2) При мощности тепловых потерь 150 Вт температура нити накала лампы менее 3000 К.
3) При силе тока через лампу 2 А температура нити накала составляет около 3600 К.
4) С увеличением силы тока через лампу температура её спирали увеличивается.
5) При мощности тепловых потерь 100 Вт напряжение на лампе составляет 100 В.
Ответ: ____.
Источники:
1. ЕГЭ. Физика. Отличный результат (https://web-physics.ru/smf/index.php?msg=238) / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2022. — 736 с. — (ЕГЭ. ФИПИ — школе).
2. ЕГЭ. Физика. Отличный результат (https://web-physics.ru/smf/index.php?msg=928) / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2024. — 496 с. — (ЕГЭ. Отличный результат. Учебная книга).
[/b]Анализ условия. 1) Из первого графика условия мы можем по мощности P тепловых потерь лампы определить температуру спирали T лампы и наоборот.
2) Из второго графика условия мы можем по силе тока I определить напряжение U на лампе и наоборот.
Решение. Проверим каждое утверждение.
1) При напряжении на лампе 80 В тепловая мощность, выделяемая на лампе, равна 80 Вт.
Из графика 2 определяем, что при напряжении U = 80 В значение силы тока I ≈ 1,8 А.
Мощность тока P, напряжение U и сила тока I связаны соотношением
\[P=U\cdot I,\ \ P\approx 80\cdot 1,8=144\ \text{Вт}.\]
Утверждение № 1 неверное.
2) При мощности тепловых потерь 150 Вт температура нити накала лампы менее 3000 К.
Из графика 1 определяем, что при мощности P = 150 Вт температура нити накала лампы T ≈ 3300 К
Утверждение № 2 неверное.
3) При силе тока через лампу 2 А температура нити накала составляет около 3600 К.
Из графика 2 определяем, что при силе тока I = 2 А напряжении U = 100 В. Мощность тока в этом случае равна
\[P=U\cdot I,\ \ P=100\cdot 2=200\ \text{Вт}.\]
Из графика 1 определяем, что при мощности P = 200 Вт температура нити накала лампы T ≈ 3600 К (см. рисунок 1).
Утверждение № 3 верное.
4) С увеличением силы тока через лампу температура её спирали увеличивается.
Мощность лампы равна
\[P=U\cdot I.\]
Из графика 2 определяем, что с увеличением силы тока I через лампу увеличивается и напряжение U. Тогда из данного уравнения следует, что мощность P увеличивается.
Из графика 1 определяем, что с увеличением мощности P лампы увеличивается температура T её спирали.
Утверждение № 4 верное.
5) При мощности тепловых потерь 100 Вт напряжение на лампе составляет 100 В.
Из графика 2 определяем, что при напряжении U = 100 В сила тока I = 2 А. Мощность тока в этом случае равна
\[P=U\cdot I,\ \ P=100\cdot 2=200\ \text{Вт}.\]
Утверждение № 5 неверное.
Ответ: 34.